一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料及其制备方法技术

本发明专利技术一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料，由以下重量百分比的原料制备而成：SEBS 5‑20%；EPDM 20‑50%；白油10‑30%；马来酸酐接枝SEBS 5‑10%；矿物填料5‑10%；硫化剂：1‑5%；助硫化剂：0.5‑2%；活化剂：0.5‑2%；抗氧剂0.1‑0.5%；润滑剂0.1‑0.5%。本发明专利技术还提供了上述热塑性弹性体的制备方法，先按照重量百分比在高速搅拌器中混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，即可制得本发明专利技术的热塑性弹性体材料。本发明专利技术制得的热塑性弹性体材料的邵氏硬度在40‑90A，具有优异的压缩永久变形，较高的拉伸强度和断裂伸长率。

【技术实现步骤摘要】
一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料及其制备方法
本专利技术属于化工领域，涉及一种改性高分子材料；具体来说是一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料及其制备方法。
技术介绍
热塑性弹性体也称为热塑性橡胶，是近年来发展较快的一种新型高分子材料，其增长速度远远高于其它通用橡胶品种。热塑性弹性体既有橡胶的特性，又具有热塑性塑料的性能。在室温下是柔软的，类似于橡胶，具有韧性和弹性，高温时是流动的，能用注塑机、挤出机、压延机等传统的热塑性塑料的加工设备塑化成型，是继天然橡胶、合成橡胶之后的所谓第三代橡胶，简称TPE和TPR。热塑性弹性体分子结构中的塑料段凭借链段间的作用力形成物理交联点，这种物理交联随温度的变化是可逆的，因而显示了热塑性弹性体的塑料加工特性；分子结构中的橡胶段是高弹性链段，热塑性弹性体的弹性由橡胶段决定。由于热塑性弹性体具有橡胶和塑料的双重性能，可广泛应用于婴童玩具、汽车零部件、日用品、体育器材、工具手柄包胶等各个领域。氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)作为热塑性弹性体中占比最大的一类，已成为广泛替代传统橡胶和部分塑料的极具发展前景的新型材料，产量和消费量居TPE之首。随着新技术的发展，促进了SEBS性能的不断优化和提升，应用领域不断拓展，除目前已进入的建筑工业、制鞋业、聚合物改性、胶黏剂等方面外，在电子通讯、医疗卫生、地面铺装材料等领域的应用前途非常广阔。但是，由于SEBS始终是热塑性弹性体，与传统的热固性橡胶相比，其压缩永久变形、耐高温性、耐化学性还是有一定的差距。因此，改善SEBS的压缩永久变形性能，成为了SEBS研究的热点之一。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种改善SEBS基材的低压缩永久变形热塑性弹性体材料及其制备方法，所述的这种低压缩永久变形热塑性弹性体材料及其制备方法要解决现有技术中的SEBS其压缩永久变形、耐高温性、耐化学性不佳的技术问题。本专利技术的低压缩永久变形热塑性弹性体材料，由以下重量百分比的原料制备而成：氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)：5-20％；三元乙丙橡胶(EPDM)：20-50％；白油：10-30％；聚丙烯：5-25％；马来酸酐接枝氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5-10％；矿物填料：5-20％；硫化剂：1-5％助硫化剂：0.5-2％活化剂：0.5-2％抗氧剂：0.1-0.5％；润滑剂：0.1-0.5％。进一步的，所述氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在25℃、质量百分比浓度为25％的甲苯溶液中的布氏粘度大于50000，其中，苯乙烯与丁二烯的单体比率为33：67。进一步的，其特征在于，所述三元乙丙橡胶(EPDM)为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃共聚得到颗粒状橡胶，其125℃下的门尼粘度(ML1+4)为50-120，所述非共轭二烯烃为亚乙基-降冰片烯。进一步的，所述的白油为环保型的食品级白油，闪点大于230℃，在40℃的条件下运动粘度大于36mm2/s。进一步的，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯，230℃、2.16KG下的熔融指数为2-15g/10min。进一步的，所述的在马来酸酐接枝氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中，马来酸酐的接枝率为1.5～2.0％，苯乙烯与丁二烯的单体比率为30：70。进一步的，所述的矿物填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母粉、高岭土、陶土中的任意一种或者两种以上的混合物。进一步的，所述的硫化剂为过氧化物交联剂和酚醛类交联剂中的一种进一步的，所述的助硫化剂为为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、邻苯二甲酸二烯丙脂、氯化锡中的一种。进一步的，所述的活化剂为氧化锌。进一步的，所述的抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅抗氧剂组成的混合物。进一步的，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸酰胺、芥酸酰胺或者聚乙烯蜡中的任意一种或者两种以上的混合物。本专利技术还提供了制备上述低压缩永久变形热塑性弹性体材料的方法，包括如下步骤：1)按照重量百分比称取各原料；2)一个混料的步骤：将氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、三元乙丙橡胶和白油，加入高速混合搅拌机中，高速搅拌，使白油均匀的吸收到氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和三元乙丙橡胶中；之后依次加入马来酸酐接枝氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、矿物填料、硫化剂、助硫化剂、抗氧剂、润滑剂，高速搅拌直至材料组分混合均匀；3)一个造粒的步骤：将步骤2)混合好的材料，通过双螺杆挤出设备熔融挤出造粒，所用的双螺杆挤出机的螺杆的长径比要求大于56；熔融挤出温度为200-230℃，双螺杆挤出机的主机转速为300转/分钟，即可获得低压缩永久变形的热塑性弹性体材料。本专利技术和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本专利技术通过熔融共混过程中，使分散细小的EPDM发生交联硫化反应，交联硫化的EPDM具有优异的压缩永久变形和耐高温性能，进而改善SEBS热塑性弹性体的性能。本专利技术的热塑性弹性体材料邵氏硬度在40-90A，具有优异的压缩永久变形，较高的拉伸强度和断裂伸长率，断裂伸长率大于300％，其热变形温度在90℃以上。大大拓展了热塑性弹性体材料的应用领域。具体实施方式下面通过具体的实施例是对本专利技术的进一步说明。有必要指出的是，以下实施例只是对本专利技术的进一步说明，而非限制本专利技术的范围，该领域的专业技术人员根据上述本专利技术的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例的组分配方注，实施例中的各组分介绍如下：SEBS1：型号G1651，美国科腾公司，苯乙烯与橡胶的单体比例为33/67，硬度61A。SEBS2：型号7551，台湾李长荣化学工业股份有限公司，苯乙烯与橡胶的单体比例为33/67。EPDM1：型号Vistalon5601，美国埃克森美孚化工，门尼粘度(ML1+4,125℃)72MU，乙烯含量69％，亚乙基-降冰片烯含量5.0％。EPDM2：型号Vistalon8700，美国埃克森美孚化工，门尼粘度(ML1+4,125℃)78MU，乙烯含量78％，亚乙基-降冰片烯含量8.0％。白油：型号Primol382，矿物油，美国埃克森美孚公司，40℃的运动粘度为68mm2/s，闪点240℃。PP1：型号H350F，聚丙烯PP，韩国SK公司，230℃，2.16KG下的熔融指数7g/10min。PP2：型号1040，聚丙烯PP，台湾塑胶工业股份有限公司，230℃，2.16KG下的熔融指数5g/10min。马来酸酐接枝SEBS：FG1901X，美国科腾公司，苯乙烯与橡胶的单体比例为30/70，71A。矿物填料1：型号FCC302，碳酸钙，台湾塑胶工业股份有限公司。矿物填料2：型号800B，滑石粉，台湾竹新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：/n氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5-20％；/n三元乙丙橡胶：20-50％；/n白油：10-30％；/n聚丙烯：5-25％；/n马来酸酐接枝氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5-10％；/n矿物填料：5-20％；/n硫化剂：1-5％/n助硫化剂：0.5-2％/n活化剂：0.5-2％/n抗氧剂：0.1-0.5％；/n润滑剂：0.1-0.5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：
氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5-20％；
三元乙丙橡胶：20-50％；
白油：10-30％；
聚丙烯：5-25％；
马来酸酐接枝氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：5-10％；
矿物填料：5-20％；
硫化剂：1-5％
助硫化剂：0.5-2％
活化剂：0.5-2％
抗氧剂：0.1-0.5％；
润滑剂：0.1-0.5％。


2.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料，其特征在于，所述氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在25℃、质量百分比浓度为25％的甲苯溶液中的布氏粘度大于50000，其中，苯乙烯与丁二烯的单体比率为33：67。


3.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃共聚得到颗粒状橡胶，其125℃下的门尼粘度(ML1+4)为50-120，所述非共轭二烯烃为亚乙基-降冰片烯。


4.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料，其特征在于，所述的白油为环保型的食品级白油，闪点大于230℃，在40℃的条件下运动粘度大于36mm2/s。


5.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料，其特征在于，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯，在230℃、砝码重量2.16KG下的熔融指数为2-15g/10min。


6.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形热塑性弹性体材料，其特征在于，在所述的马来酸酐接枝氢化的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中，马来酸酐的接枝率为1.5～2.0％，苯乙烯与丁二烯的单体比率为30：70。


7.根据权利要求1所述的一种低压缩永久变形热塑性弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦河，郑晓清，周扬波，李文国，陈建和，
申请(专利权)人：新钻塑料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31